4月15日，以色列科研团队宣布已经利用人类自身的脂肪组织，成功 3D打印出了全球第一颗“人造心脏”。近日（5月3日），美国莱斯大学与华盛顿大学研究团队的最新研究成果登上了《科学》杂志封面，又一次带来革命性突破：他们发明出了一个由水凝胶3D打印而成的肺模型，它具有完整的血管结构，能够像肺部一样，向周围的血管输送氧气。

莱斯大学官网截图

  人造功能性组织的最大障碍是无法打印那些为组织输送营养的血管。美国赖斯大学生物工程助理教授乔丹·米勒表示，“人体内的器官还有独立的管道系统，比如肺部同时拥有气道和血管，肝脏则同时拥有胆管和血管。这些互相交织的管道网络在生理和生化上相互联系，其结构与其组织功能息息相关。”

为此，这支团队开创了一种全新的“三维光刻技术（SLATE）”：首先，按照电脑设计，他们会将一个三维的复杂结构分解为多层二维打印的蓝图；其次，他们使用一种液体的水凝胶溶液按蓝图进行打印，并通过特殊的蓝光将其逐层固化。此外，他们在水凝胶中添加了可吸收蓝光的食用色素，使其能在高分辨率的蓝光照射下变为固体。研究显示，这种技术可在几分钟内由水凝胶打印出具有精细内部结构（分辨率达10-50微米）和生物相容性的网络结构。这个模拟打印器官能像人体肺部一样向周围组织输送氧气，而且其外形只有硬币大小。

  他们发现，这样打印的“血管结构”本身具有足够的硬度，不会因为血液流动而破裂。此外，它也能承受对吸气和呼气的模拟。在测试中，研究人员们欣喜地发现，当红细胞从这一系统打印出的“血管”中流过时，能够有效从呼吸的“肺部”中获取氧气，这与肺泡附近的氧气交换如出一辙。

  另一项实验是研究人员在打印的肝脏组织中植入了原代肝细胞，并将它们放入了带有慢性肝损伤的小鼠体内。研究表明，这些肝细胞也能在体内生存，表明打造的血管能有效为这些细胞输送养分。

  为了便于全球各地的科学家们使用这一技术，研究人员们决定将这一研究“开源”。他们期待，在这一技术的帮助下，人们能对3D打印器官产生更多理解，最终促进“人造器官”的加速上市，造福广大需要器官移植的患者。 

目前，骨头、耳朵、鼻子、心脏、肺……人类通过3D打印技术，已经能够实现多个器官组织生物打印。随着科学的不断发展和技术的不断突破，相信在不久的将来，生物医疗3D打印技术可以成为器官移植、个性化治疗的重要手段，并为未来生命科学的发展带来更多可能。

（来源：综合Rice University官网、《Science》杂志官网、中外医讯等）